基于模塊化技術的凱銳800自主中、輕卡汽車平臺

鄔杰+樊華春

摘 要：隨著商用車的用戶逐漸增多，用戶對車輛的安全性、舒適性、操控穩定性、動力性等方面的需求日益增加；且需求專業程度發展越來越快，本文著重探討了如何通過模塊化和平臺化的設計滿足市場需求，以及在此平臺的創新設計。

關鍵詞：模塊化；輕卡平臺；獨立懸架輕卡

中圖分類號：F273 文獻標識碼：A

近幾年來，汽車市場中高端輕卡需求逐步增加，但輕卡高端市場卻被國外品牌占據。提高自主創新能力，推出一款高端自主輕卡產品填補自主品牌在輕卡高端市場的空缺。

一、模塊化設計

為實現平臺化、模塊化設計，項目采用CAD/CAE/CAM/PLM等設計輔助工具，通過精細化程度高的專業仿真模擬技術，并根據數據庫積累，實現高水平的數字化驗證，使得平臺化、模塊化有了實施的前提，并通過以下幾個方面的努力使得2490、2750、3360、3815四種軸距，1695、1880、2050三種寬度駕駛室，單排、排半、雙排3種車身，噸位4.5-8.2T，共計75個基礎車型，匯集為兩個基礎平臺。

功能系列化，將多種變形車按配置分成幾個系列，通過系列化設計合并同一系列車型所用的同類零件功能，減少零件繁多的種類，如電源管理、電平衡設計。

結構模塊化，將諸多零件設置為幾大模塊，根據車型配置需要生產所需模塊進行總裝，簡化設計與生產。設計時將車架、車身模具合理分塊，組合成不同軸距，不同寬度車身模具的共用化；開發前后橋的新結構，使得其成型模具通用；減少模具數據，方便生產。

部件通用化，最大限度地擴大同一單元適用范圍，減少新開發零件，增加柔性結構。

試驗驗證批量化，將70余種車型融合在兩個平臺中，節省了試驗驗證的周期，節省了開發周期和費用。

制造柔性化，保證盡量多的系統界面標準化、規范化，方便生產切換。

凱銳800項目高質量完成三平臺車型的開發，不僅得益于平臺化技術的應用，還歸功于同步工程的實施，經過充分的調研、取樣及分析，分別制訂趨于合理的沖壓開發與產品設計開發的同步工程方案和焊裝開發與產品設計開發的同步工程方案，同步工程在縮短項目周期降低項目投資的同時控制設計風險、提升產品品質。

二、信息技術設計保障

隨著國內外制造業的全球化發展和競爭環境加劇，許多制造業企業意識到提高設計效率和研發創新能力，縮短設計周期，降低設計成本，快速推出新產品，迅速占領市場已經成為企業經營發展中的重點內容，而信息網絡技術已經成為制造業企業產品創新的原動力，可以幫助企業降低生產和營銷成本。提高企業的創新能力，增強企業的產品創新、過程創新，信息網路解決方案是重要途徑之一。

利用網絡技術，完善全生命周期的數據管理系統和研發過程中的問題跟蹤系統；

為解決個性化需求與模塊規模化生產的矛盾，在設計策略制定之時就設定了大平臺、模塊化思路，在設計流程中推行嚴謹、閉環驗證流程，在開發架構上推行以專業劃分的各function集中的PMT模式，在開發管理上第一次綜合開發并應用了PPL、PDM、PMS、AMIS、Duris、樣車管理系統、SAP等全網絡系統立體交錯，融會推進，完全做到了各零部件模塊化、通用化論證詳實同步開發，開發狀態及各功能組信息交付及時準確，BOM在產品、采購、制造、物流各系統運行中零差錯。

三、技術創新

1.國內首款輕卡獨立懸架

懸架硬點位置關乎懸架平行跳動時前束、外傾、軸距、輪距、側傾中心高度和轉向時的最小轉彎直徑、阿克曼百分比、以及懸架運動學性能指標以及整車穩態操縱穩定性能；為保證設計硬點輕卡車型的一致性成為本項目中的一大難題；輕卡車架縱梁、副車架等零件的板材厚、板材強度高，難以控制這些零件回彈，鉚接、焊接精度是輕卡獨立懸架在國內遲遲未上市的重要原因。

為克服上述難題，項目對車架、副車架、擺臂等相關零件的尺寸公差進行GDT計算，并對大批量的車架、副車架總成進行三維測量，最終識別影響懸架硬點的關鍵因素，并采用焊接機器人等設備完成關鍵部分的工作；不僅實現了中國輕卡在獨立懸架上的零的突破，也對輕卡車架、副車架、懸架的生產工藝水平進行了完整梳理，為后續研制新車型和提升工藝水平奠定了基礎。

為克服上述難題，項目對車架、副車架、擺臂等相關零件的尺寸公差進行GDT計算，并對大批量的車架、副車架總成進行三維測量，最終識別影響懸架硬點的關鍵因素，并采用焊接機器人等設備完成關鍵部分的工作；不僅實現了中國輕卡在獨立懸架上的零的突破，也對輕卡車架、副車架、懸架的生產工藝水平進行了完整梳理，為后續研制新車型和提升工藝水平奠定了基礎。

2.創新結構

（1）創新的離合器的分離撥叉設計（圖1）

離合器分離撥叉采用了一種創新型結構——窩巢結構；中國道路現狀，導致離合器使用頻率較高，離合器分離撥叉又密封在離殼內部，保養困難，分離撥叉極易磨損失效或異響。本項目離合器分離撥叉采用了一種創新型結構——窩巢結構，窩巢開孔尺寸與撥叉支撐球頭尺寸相同，窩巢內部存在數條用于儲存潤滑脂的環狀油道。裝配完成后窩巢及油道內部充滿潤滑脂，撥叉支撐球頭與窩巢之間的間隙被潤滑脂填充，并產生一定壓力，保證支撐球頭與窩巢之間始終存在一層潤滑油膜，兩者不會直接接觸，避免了球頭與撥叉的干摩擦。

（2）新型膜片彈簧結構

凱銳800采用了一種新型的膜片彈簧結構：該結構的膜片彈簧各分離指中心沿徑向分別設置有向上凸出的加強筋，該加強筋在提升分離指疲勞強度的同時，可以有效降低離合器分離指的無效行程及離合器總成的分離力，提升分離效率。

新型膜片彈簧提高了汽車離合器總成的疲勞壽命，簡化了離合操縱系統機構，對離合器踏板舒適性貢獻卓越。

（3）國內首款鍍鋁油箱

共軌系統對燃油潔凈度提出了更高要求，普通的鐵油箱不能滿足其要求，為實現燃油潔凈度要求，項目組從國外采購某鍍鋁板材進行試驗，為解決鍍鋁板材焊接溫度高的特點，在箱體縫焊的工序上，采用一種納米彌散銅合金（Cu-Al2O3）材料取代了原鎳鎘銅合金材料來制造縫焊盤，該合金在保證高強度、高硬度、高導電率的同時，具有較高的軟化溫度，耐溫等級可高達1000℃，保證油箱的可靠性；此項創新獲得國家專利。

參考文獻

[1]楊國培.面向模塊化的整車架構開發策略研究[J].上海汽車，2013（10）：49-52.

[2]袁煥泉，陳東，張琪，等.征基于平臺模塊化的汽車車身前期優化技術研究[J].機電工程，2015，32（9） ：1181-1185.